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二級建造師考試機電工程資料：考前輔導（7）

第三講 電力工程技術基礎知識(3)

一、 內容提示

這一講主要介紹2G311043發電機的類型和2G311051變壓器和斷路器的類型及其特點2G311052互感器及隔離開關的類型2G311053 桿塔的類型及其使用條件

二、 重點難點

發電機的分類、變壓器和斷路器的類型及其特點和互感器及隔離開關的類型、桿塔的類型及其使用條件、

三、 大綱要求

掌握發電機的分類、掌握變壓器和斷路器的類型及其特點和互感器及隔離開關的類型、桿塔的類型及其使用條件

四、 內容講解 2G311043發電機的類型

1.按原動機的不同可分為：

(1)汽輪發電機：是由汽輪機驅動的，通常為臥式，轉子是隱極式。

(2)水輪發電機：是由水輪機驅動的，對于大、中型水輪發電機通常為立式，轉子是凸極式。

(3)核能發電機：與常規火力發電廠汽輪發電機無本質區別，有全速與半速兩種。

(4)燃氣輪發電機：將氣體壓縮、加熱后在透平中膨脹，把其熱能轉換為機械能的旋轉式動力機械。

(5)太陽能發電機：是利用太陽光照在硅等半導體上，光子沖擊原子時產生的光電效應，直接將光能轉換成電能的發電方式。

(6)風力發電機：需根據風力大小及電能需要量的變化及時通過控制裝置來實現風力發電。

(7)柴油發電機：是由柴油機與發電機組成，由柴油機驅動的發電機組。通常作為獨立電源或備用電源用于工礦企業、車輛船舶等多種場合。

例：按原動機的不同，發電機的類型可包括( )。

A. 太陽能發電機 B.壓縮空氣發電機 C.水輪發電機 D.渦輪發電機 E. 風力發電機

答案： A、C、E

2.按轉子形式不同可分為：

(1)凸極式發電機：轉子是凸極式。

(2)隱極式發電機：轉子是隱極式。

3.按冷卻介質和冷卻方式不同可分為：

(1)空氣冷卻：空冷。

(2)全水冷：定子和轉子繞組以及定子鐵芯均采用水冷，目前最大單機容量已達1200MVA。

(3)全氫冷：定子繞組和轉子繞組用氫表面冷卻或內冷，定子鐵芯氫冷。通常200MW以上定、轉子都采用氫內冷，最大單機容量已達880MVA。

(4)水氫氫：定子繞組水內冷，轉子繞組氫內冷，定子鐵芯氫冷。其單機容量可達1200MVA，大型發電機廣泛采用這種冷卻方式。

(5)水水氫：定子和轉子繞組水內冷，定子鐵芯氫冷，最大單機容量已達1700MVA。

(6)水水空(雙水內冷)：定子和轉子繞組水內冷，定子鐵芯空氣冷卻，最大單機容量已達600MVA。隨著電力系統容量的不斷發展，要求發電機單機容量也不斷增大。隨著單機容量的增大，冷卻介質、冷卻方式及電機所用的材料也需不斷發展。 在冷卻介質方面，首先被采用的是廉價的空氣，后來才采用氫、水和油等。在冷卻方式方面，從外冷發展到冷卻效果較好的內冷。空氣冷卻的主要優點是廉價、簡易、安全。由于采用開敞式空冷系統易使絕緣臟污，一般都采用封閉循環強迫空氣冷卻系統。但空氣冷卻效能差、摩擦損耗大。氫氣和空氣相比，重量輕、導熱性能好(3個絕對大氣壓時的氫氣，導熱能力是空氣的3倍)。采用氫氣冷卻的電機，可使總損耗減小30%～40%，故可提高效率。但采用氫冷后，又有易爆炸和增加復雜的制氫系統等缺點。水(一般采用凝結水)具有很高的導熱性能，它的相對導熱能力比空氣大125倍，且有化學性能穩定、不會燃燒等優點。但采用水冷后，也有易漏水和需增加一套水系統等缺點。

例： 發電機最廉價、最簡單和安全的冷卻方式是( )。

A. 全水冷 B.全氫冷 C.空氣冷卻 D.水水氫

答案：C

4.按主軸安裝方式不同可分為：

(1)臥式安裝：汽輪發電機由于轉速高達3000r/min，故其極數少，轉子采用隱極式，臥式安裝。

(2)立式安裝：水輪發電機由于轉速低(一般在500 r/min以下)故其極數多，轉子采用凸極式，立式安裝。

5.按本體結構不同可分為：

(1)旋轉電樞式：電樞旋轉。

(2)旋轉磁極式：磁極旋轉。

6.同步發電機的主要技術數據發電機的額定技術數據主要有：

(1)額定容量(或額定功率)：額定容量是指發電機在設計技術條件下運行時輸出的視在功率，用“kVA”或“MVA”表示;額定功率是指發電機輸出的有功功率，用“kW”或“MW”表示。

(2)額定定子電壓：指發電機在設計技術條件下運行時，定子繞組出線端的線電壓，用kV表示。

(3)額定定子電流：指發電機定子繞組出線的額定線電流，用“A”表示。

(4)額定功率因數：指發電機在額定功率下運行時，定子電壓和定子電流之間允許的相角差的余弦值，即cos￠值。

(5)額定轉速：指正常運行時發電機的轉速，用“r/min”(每分鐘轉數)表示。我國生產的汽輪發電機轉速均為3000r/min。

(6)額定頻率：我國電網的額定頻率為50Hz(即每秒50周)。

(7)額定勵磁電壓：指發電機勵磁電流達到額定值時，額定出力運行在穩定溫度時的勵磁電壓。

(8)額定勵磁電流：指發電機在額定出力時，轉子繞組通過的勵磁電流，用“A”或“kA”表示。

(9)額定溫度：指發電機在額定功率運轉時的最高允許溫度(℃)。

(10)效率：指發電機輸出與輸入能量之比百分值，一般額定效率在93%～98%之間。

例題：發電機的額定容量是指( )。

A.發電機在設計技術條件下運行時輸出的有功功率 B.發電機在額定工況下運行時輸出的視在功率

C.發電機在設計技術條件下運行時輸出的視在功率 D.發電機在額定工況下運行時輸出的有功功率

答案： C

2G311050 掌握送變電主要生產設備的基本知識

2G311051 變壓器和斷路器的類型及其特點

1.變壓器的類型

(1)按用途不同可分為：

①升壓變壓器：利用電磁感應原理將發電機發出的電能從發電機電壓升高至較高電壓輸出的設備。

②降壓變壓器：將高電壓降至所需的低電壓輸出的設備。

③主變壓器：包括升壓變壓器和聯絡變壓器。

④聯絡變壓器：在發電廠升壓變電站中，用來連接兩種電壓等級和交換電能的變壓器，多采用三繞組變壓器。其第三繞組可作為平衡繞組消除三次諧波，又可作為廠用備用電源，或連接限制內部過電壓用的并聯電容器等。

⑤配電變壓器：用于配電系統將高壓配電電壓的功率變換成低壓配電電壓的功率，以供各種低壓電氣設備用電的電力變壓器。

⑥廠用工作變壓器：向廠用負荷供電的變壓器。

⑦啟動/備用變壓器：啟動變壓器高壓側接電力系統，供汽輪發電機組啟動使用。當發電機組啟動并人系統，帶30%～40%負荷后，應將該發電機組廠用電源由啟動變壓器切換到高壓廠用變壓器供電，又稱為公用/備用變壓器。

(2)按相數不同可分為：

①單相變壓器：用于單相電路的變壓器。

②三相變壓器：在三相電力系統中，一般應用三相變壓器。

(3)按繞組數及其結構形式不同可分為：

①雙繞組變壓器：即在一相鐵芯上套有兩個繞組，一個為一次繞組，另一個為二次繞組。

②三繞組變壓器：即在——相鐵芯上套有三個繞組，用以連接三種不同電壓(高壓、中壓、低壓)。

③自耦變壓器：至少有兩個繞組具有公共部分的變壓器。

④分裂變壓器：每相由一個高壓繞組與兩個或多個電壓和容量均相同的低壓繞組構成的多繞組電力變壓器。

(4)按調壓方式不同可分為：

①有載調壓變壓器：不需停電調壓。

②無勵磁調壓變壓器：須停電調壓。

(5)按絕緣介質不同可分為：

①油浸式變壓器：鐵芯和繞組浸在絕緣液體中的變壓器。電壓較高、容量較大的變壓器均用油浸式。

②干式變壓器：鐵芯和繞組不浸在絕緣液體中的變壓器，采用氣體或固體絕緣介質。按其不同的絕緣和冷卻結構可分為浸漬式、包封繞組式和氣體絕緣式等。多用在低電壓、小容量或用在防火防爆的場所。

(6)按冷卻方式不同可分為：

①油浸自冷變壓器。

②油浸風冷變壓器。

③強迫油(導向)循環風冷變壓器。

④強迫油(導向)循環水冷變壓器。

(7)按繞組材料不同、材質不同可分為：

①鋁繞組變壓器。

②銅繞組變壓器。

例：采用( )可以將發電機發出的電能從發電機電壓提升到較高電壓輸出。

A.升壓變壓器 B.降壓變壓器

C.聯絡變壓器 D.廠用工作變壓器

答案：A

例：按繞組數及其結構形式的不同，變壓器可分為( )。

A. 單繞組變壓器 B.雙繞組變壓器

C.三繞組變壓器 D.自耦變壓器 E. 分裂變壓器

答案：B、C、D、E

2.變壓器的特點電力系統中用的最多的是雙繞組變壓器，其次是三繞組變壓器和自耦變壓器。下面列出幾種典型變壓器的特點。

(1)雙繞組變壓器的特點它是由繞在同一個鐵芯上的兩個繞組，通過交變磁通相互聯系著，匝數多的一邊電壓高，匝數少的一邊電壓低，這樣便將

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